Phenotypic identification of bacteria of the family Enterobacteriaceae with resistance profile on inanimate surfaces in a University Hospital

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.18508

Keywords:

Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC); Extended-spectrum beta-lactamase producing bacteria (ESBL); Metallo-beta-lactamase producing bacteria (MBL); Inanimate surfaces; Hospital infection.

Abstract

The aim of this study was to identify bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae with resistance profile on inanimate surfaces and utensils of sectors from a University Hospital of Pernambuco. Initially, the samples were collected on 25 inanimate surfaces and utensils of the Intensive Care Unit (ICU), Hemodialysis Center and Medical Clinic in 2018. The samples were plated on MacConkey and SS agar and incubated at 35 ± 2 °C for 24 hours. After incubation, they were submitted to biochemical tests to confirm the presence of bacteria to the family Enterobacteriaceae. Subsequently, Klebsiella pneumoniae carbapenemase (KPC) was identified by the disc diffusion method, as well as by Hodge test; extended-spectrum beta-lactamase producing bacteria (ESBL) by the disk diffusion and double disk diffusion tests; and metallo-beta-lactamase producing bacteria (MBL) through the disc diffusion method according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Eight surfaces or utensils of the 18 samples with Enterobacteriaceae presented resistance profile (44.4%). KPC was identified in 46.7% of the samples that presented bacteria with resistance profile, one presented simultaneously KPC and ESBL (6.65%), another one KPC and MBL concomitantly (6.65%) and 6 samples presented only ESBL (40%). Medical Clinic and Hemodialysis Center had the highest presence of resistant Enterobacteriaceae. The detection of resistant microorganisms in hospitals is worrying and emphasizes the importance of health professionals in acquiring knowledge about preventive measures to minimize hospital infections.

Author Biographies

Joanna Francyne Silva de Barros, Centro Acadêmico de Vitória

Graduada em Enfermagem pela Universidade Federal de Pernambuco - Centro Acadêmico de Vitória. Especialista em Obstetrícia pelo IMIP e Mestra em Cuidados Intensivos - IMIP. Tutora do curso de enfermagem da Faculdade Pernambucana de Saúde. Tem experiência na área de Enfermagem, Microbiologia, Anatomia e Saúde da Mulher. Integrante na organização Fale com Parteira Recife. Trabalha na assistência a mulheres gestantes e não gestantes no âmbito domiciliar e intrahospitalar.

Isabel Cristina da Silva, Centro Acadêmico de Vitória

Graduada em Enfermagem pela Universidade Federal de Pernambuco. Desempenhou atividades de Monitoria nas disciplinas de Imunologia e Microbiologia. Tem experiência em projetos com ênfase em educação e saúde, atuando principalmente nos seguintes temas: primeiros socorros e atendimento pré-hospitalar, como estagiária no laboratório de microbiologia e imunologia na Universidade Federal de Pernambuco. Bolsista do projeto de extensão pela Universidade Federal de Pernambuco, centro acadêmico de Vitoria de Santa Antão. Participa de pesquisas voltadas para identificação de bactérias com perfil de resistência.

Sandrelli Meridiana de Fátima Ramos dos Santos Medeiros, Centro Acadêmico de Vitória

Doutoranda pelo Programa de Pós-graduação em Biologia Aplicada à Saúde (PPGBAS/LIKA) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Mestre em Biotecnologia pelo Programa de Pós-graduação em Saúde Humana e Meio Ambiente da UFPE. Especialista em Saúde Pública pelo Instituto Nacional de Ensino, Sociedade e Pesquisa (INESP). Bacharel em Enfermagem pela UFPE. Participa de pesquisas voltadas para o estudo e desenvolvimento de novos compostos bioativos oriundos de produtos naturais e sintéticos atuando principalmente nos seguintes temas: biotecnologia, morfologia de tecidos animais e cultura de células tumorais e embrionárias, além de atuar em pesquisas voltadas para a identificação fenotípica de bactérias com perfil de resistência e da atividade antimicrobiana e antibiofilme, interação antimicrobiana, fatores de virulência e mecanismo de ação de produtos naturais e nanobiotecnológicos frente a bactérias multirresistentes.

Alyson Mykael Albuquerque Florenço, Centro Acadêmico de Vitória

Mestre em Biologia Aplicada à Saúde pela Universidade Federal de Pernambuco -UFPE. Especialista em Análises Clínicas pela Faculdade Osman Lins -FACOL. Graduado em Ciências Biológicas pela UFPE. Atualmente faço parte dos grupos de pesquisa: Produtos naturais, nano e biotecnológicos com potencial antimicrobiano e Sistemas de Liberação Controlada, coordenados pelas Professoras Dra. Isabella Macário Ferro Cavalcanti e Dra. Nereide Stela Santos Magalhães, respectivamente. Tenho experiência nas áreas de Nanotecnologia Farmacêutica e Microbiologia, especialmente na avaliação da atividade antimicrobiana e mecanismo de ação de produtos naturais e nanobiotecnológicos frente a bactérias multirresistentes. Tenho uma breve atuação na área de Genética, com ênfase em marcadores de genotoxicidade e mutagênese ambiental.

José Jamildo de Arruda Filho, Centro Acadêmico de Vitória

Residente em Cardiologia pela Universidade de Pernambuco. Enfermeiro graduado na Universidade Federal de Pernambuco - Centro Acadêmico de Vitória - UFPE/CAV. Possui experiência na área de Vigilância Epidemiológica de doenças transmissíveis e negligenciadas. Durante a graduação, foi extencionista nas áreas de Patologia Geral, Educação em Saúde, Ensino da Parasitologia, Humanização no Contexto Hospitalar, Hematologia Clínica e Laboratorial. Integrou o grupo de pesquisa MicroNAT - Microbiologia clínica e Novas Abordagens Terapêuticas (2016.2 - 2017.2) e pesquisador do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (PIBITI/CNPq- 2018/2019). Foi Monitor da disciplina de Patologia Geral (2017.1 - 2017.2), e monitor bolsista da disciplina de Exames Laboratoriais por 2 anos.

Wheverton Ricardo Correia do Nascimento, Instituto Aggeu Magalhães; Fundação Oswaldo Cruz

Biomédico pela Universidade Federal de Pernambuco - UFPE (2009), Mestre (2012) e Doutor (2017) pelo programa de Pós-graduação em Medicina Tropical. Atualmente é professor Adjunto da Área Acadêmica de Medicina Tropical da UFPE ministrando a disciplina de Parasitologia Humana. Foi Assistente Técnico em Saúde Pública do Instituto Aggeu Magalhães (IAM - FIOCRUZ), atuando como vice-coordenador e na gerência da qualidade do Laboratório de Referência em Esquistossomose (2011 - 2019). Foi professor do Centro Universitário Maurício de Nassau (UNINASSAU) onde ministrou as disciplinas de Imunologia para o curso de Medicina (2016 - 2018). Foi professor substituto da disciplina de Parasitologia Humana da UFPE em 2011. Realizou estágio em pesquisa no Laboratório de Imunopatologia Keiso Asami - LIKA. Foi bolsista pelo programa Pibic/UFPE/CNPq (2007-2008).

References

Agarwal, M., Shiau, S., & Larson, EL. (2018). Repeat gram-negative hospital-acquired infections and antibiotic susceptibility: A systematic review. Journal of Infection and Public Health, 11(4), 455-462. doi:10.1016/j.jiph.2017.09.024

Banin, E., Hughes, D., & Kuipers, O.P. (2017). Bacterial pathogens, antibiotics and antibiotic resistance. FEMS Microbiology Reviews, 41(3), 450-452. doi:10.1093/femsre/fux016

Bassetti, M., Righi, E., Carnelutti, A., Graziano, E., & Russo, A. (2018). Multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae: challenges for treatment, prevention and infection control. Expert Reviews Anti-infective Therapy, 16(10), 749-761. doi:10.1080/14787210.2018.1522249

Bela-Anacleto, A.S.C., Sousa, B.E.C., Yoshikawa, J.M., Avelar, A.F.M., & Pedreira, M.L.G. (2013). Higienização das mãos e a segurança do paciente: Perspectiva de docentes e universitários. Texto Contexto Enfermagem, 22, 901-908. doi:10.1590/S0104-07072013000400005

Blair, J.M., Webber, M.A., Baylay, A.J., Ogbolu, D.O., & Piddock, L.J. (2015). Molecular mechanisms of antibiotic resistance. Nature Reviews Microbiology, 13(1), 42. doi:10.1038/nrmicro3380

Bush, K., (2015). A resurgence of β-lactamase inhibitor combinations effective against multidrug-resistant Gram-negative pathogens. Internacional Journal Antimicrobial Agents, 46(5), 483-493. doi:10.1016/j.ijantimicag.2015.08.011

Chen, L., Mediavilha, J.R., Endimiani, A., Rosenthal, M.E., Zhao, Y., Bonomo, R.A., et al. (2011). Multiplex real-time PCR assay for detection and classification of Klebsiella pneumoniae carbapenemase gene (blaKPC) variants. Journal of Clinical Microbiology, 49, 579-585. doi:10.1128/JCM.01588-10

Clinical Laboratory Standards Institute. M100-S24 (2016). Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; twenty-fourth informational supplement. Retrieved July, 2018, from https://webstore.ansi.org/preview-pages/CLSI/preview_CLSI+M100-S26.pdf

de Freitas, C.G.S., Staudt, K.J., Khün, K.H., Alves, I.A., & Meneghete, M.C. (2019). Prevalência de microrganismos em bandejas utilizadas pela enfermagem na administração de medicamentos em ambiente hospitalar. Revista Interdisciplinar Ciências Saúde Biológicas, 3(2), 24-34. doi:10.31512/ricsb.v3i2.3199

Debnath, T., Bhowmik, S., Islam, T., & Chowdhury, M.M.H. (2018). Presence of multidrug-resistant bacteria on mobile phones of healthcare workers accelerates the spread of nosocomial infection and Regarded as a Threat to Public Health in Bangladesh. Journal of Microscopy Ultrastructure, 6(3), 165. doi:10.4103/JMAU.JMAU_30_18

El Chakhtoura, N.G., Saade, E., Iovleva, A., Yasmin, M., Wilson, B., Perez, F., et al. (2018). Therapies for multidrug resistant and extensively drug-resistant non-fermenting gram-negative bacteria causing nosocomial infections: a perilous journey toward ‘molecularly targeted’therapy. Expert Review of Anti-infective Therapy, 16(2), 89-110. doi:10.1080/14787210.2018.1425139

Falcone, M., Tiseo, G., Dentali, F., La Regina, M., Foglia, E., Gambacorta, M., et al. (2018). Predicting resistant etiology in hospitalized patients with blood cultures positive for Gram-negative bacilli. European Journal of Internal Medicine, 53, 21-28. doi:10.1016/j.ejim.2018.01.029

Geisinger, E., & Isberg, R.R. (2017). Interplay between antibiotic resistance and virulence during disease promoted by multidrug-resistant bacteria. The Journal Infectious Diseases, 215(suppl_1), S9-S17. doi:10.1093/infdis/jiw402

Johani, K., Abualsaud, D., Costa, D.M., Hu, H., Whiteley, G., Deva, A., et al. (2018). Characterization of microbial community composition, antimicrobial resistance and biofilm on intensive care surfaces. Journal of Infection and Public Health, 11(3), 418-424. doi: 10.1016/j.jiph.2017.10.005

Khan, H,A., Baig, F.K., & Mehboob, R. (2017). Nosocomial infections: Epidemiology, prevention, control and surveillance. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 7(5), 478-482. doi:10.1016/j.apjtb.2017.01.019

Lago, A., Fuentefria, S.R., & Fuentefria, D.B. (2010). Enterobactérias produtoras de ESBL em Passo Fundo, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 43, 430-434. doi:10.1590/S0037-86822010000400019

Laxminarayan, R., Matsoso, P., Pant, S., Brower, C., Røttingen, J.A., Klugman, K., et al. (2016). Access to effective antimicrobials: a worldwide challenge. Lancet. 387(10014), 168-175. doi:10.1016/S0140-6736(15)00474-2

Logan, L.K., & Weinstein, R.A. (2017). The epidemiology of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae: the impact and evolution of a global menace. The Journal of Infectious Diseases, 215(suppl_1), S28-S36. doi: 10.1093/infdis/jiw282.

Marques, L.A., Silva, F.F., Silva, N.B.S., Faria, G.O., Alves, P.G.V., Bessa, M.A.S., et al. (2019). The surface screening of neonatal intensive care unit for multidrug resistant gram-negative bacteria. Internacional Journal of Development Resarch, 9(9), 29928-31. Retrieved from https://www.journalijdr.com/surface-screening-neonatal-intensive-care-unit-multidrug-resistant-gram-negative-bacteria.

Meyer, G., & Picoli, S.U. (2011). Fenótipos de betalactamases em Klebsiella pneumoniae de hospital de emergência de Porto Alegre. Jornal Brasileiro de Patolologia e Medicina Laboratorial, 47, 25-31. doi:10.1590/S1676-24442011000100003

Monteiro, J., Santos, A.F., Asensi, M.D., Peirano, G., Gales, & A.C. (2009). First report of KPC-2-producing Klebsiella pneumoniae strains in Brazil. Antimicrobial Agents Chemotherapy, 53, 333-4. doi:10.1128/AAC.00736-08

Mutters, N,T., De Angelis, G., Restuccia, G., Di Muzio, F., Schouten, J., Hulscher, M., et al. (2018). Use of evidence-based recommendations in an antibiotic care bundle for the intensive care unit. Internacional Journal of Antimicrobial Agents, 51(1), 65-70. doi:10.1016/j.ijantimicag.2017.06.020

Peirano, G., Seki, L.M., Passos, V.L., Pinto, M.C., Guerra, L.R., & Asensi, M.D. (2009). Carbapenem-hydrolysing beta-lactamase KPC-2 in Klebsiella pneumoniae isolated in Rio de Janeiro, Brazil. Journal of Antimicrobial Agents Chemotherapy. 63, 265-8. doi:10.1093/jac/dkn484

Pinto, F.M., Simas, D.M., Baldin, C.P., Limberger, I.I., Silva, R.C.F., Antochevis, L.C., et al. (2014). Prevalência de carbapenemases em enterobactérias resistentes a carbapenêmicos em quatro hospitais terciários de Porto Alegre. Clinical & Biomedical Research, 34, 47-52. Retrieved from https://seer.ufrgs.br/hcpa/article/view/44412.

Puzniak, L., DePestel, D.D., Srinivasan, A., Ye, G., Murray, J., Merchant, S., et al. (2019). A combination antibiogram evaluation for Pseudomonas aeruginosa in respiratory and blood sources from intensive care unit (ICU) and non-ICU settings in US hospitals. Antimicrobial Agents Chemotherapy, 63(4), e02564-18. doi:10.1128/AAC.02564-18

Renner, J.D.P, & Carvalho, E.D. (2013). Microrganismos isolados de superfícies da UTI adulta em um hospital do Vale do Rio Pardo – RS. Revista de Epidemiologia e Controle de Infecção, 3, 40-44.

Rios, L.L., Oliveira, V.T., Malta, T.B., & Santos, G.P. (2020). Isolamento, identificação e teste de susceptibilidade aos antimicrobianos de bactérias patogênicas em vestimentas usadas por profissionais de saúde em ambiente hospitalar. Brazilian Journal of Health Review, 3(5), 12999-13027. doi:10.34119/bjhrv3n5-131

Rodriguez-Baño, J., Gutiérrez-Gutiérrez, B., Machuca, I., & Pascual, A. (2018). Treatment of Infections Caused by Extended-Spectrum-Beta-Lactamase-, AmpC-, and Carbapenemase-Producing Enterobacteriaceae. Clinical Microbiology Reviews, 31(2), e00079-17. doi:10.1128/CMR.00079-17

Rose, M., Landman, D., & Quale, J. (2014). Are community environmental surfaces near hospitals reservoirs for gram-negative nosocomial pathogens? American Journal of Infection Control, 42, 346-348. doi:10.1016/j.ajic.2013.12.025

Rutala, W.A., & Weber, D.J. (2019). Disinfection, sterilization, and antisepsis: Principles, practices, current issues, new research, and new technologies. American Journal of Infection Control, 47, A1-A2. doi:10.1016/j.ajic.2019.03.035

Silva, K.C., & Lincopan, N. (2012). Epidemiologia das betalactamases de espectro estendido no Brasil: impacto clínico e implicações para o agronegócio. Jornal Brasileiro de Patolologia e Medicina Laboratorial, 48, 91-99. doi:10.1590/S1676-24442012000200004

Smibert, O.C., Aung, A.K., Woolnough, E., Carter, G.P., Schultz, M.B., Howden, B.P., et al. (2018). Mobile phones and computer keyboards: unlikely reservoirs of multidrug-resistant organisms in the tertiary intensive care unit. Journal of Hospital Infection, 99(3), 295-298. doi:10.1016/j.jhin.2018.02.013

Taylor-Robinson, A.W. (2019). Contamination of Emergency Medical Vehicles and Risk of Infection to Paramedic First Responders and Patients by Antibiotic-Resistant Bacteria: Risk Evaluation and Recommendations from Ambulance Case Studies. In Hygiene for Human Health and Infection Control. Intech Open.

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Published

24/08/2021

How to Cite

BARROS, J. F. S. de .; SILVA, I. C. da .; MEDEIROS, S. M. de F. R. dos S. .; FLORENÇO, A. M. A. .; ARRUDA FILHO, J. J. de .; NASCIMENTO, W. R. C. do .; CAVALCANTI, I. M. F. Phenotypic identification of bacteria of the family Enterobacteriaceae with resistance profile on inanimate surfaces in a University Hospital. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 11, p. e101101118508, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i11.18508. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/18508. Acesso em: 29 apr. 2024.

Issue

Vol. 10 No. 11

Section

Health Sciences

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Copyright (c) 2021 Joanna Francyne Silva de Barros; Isabel Cristina da Silva; Sandrelli Meridiana de Fátima Ramos dos Santos Medeiros; Alyson Mykael Albuquerque Florenço; José Jamildo de Arruda Filho; Wheverton Ricardo Correia do Nascimento; Isabella Macário Ferro Cavalcanti

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